MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU 3
CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HỆ THỐNG PHANH
TRÊN Ô TÔ DU LỊCH........................................................................... 5
1.1.Yêu cầu đối với hệ thống phanh……………..………………… 5
1.2.Phân loại………………………………………………..……..... 6
1.3.Cấu tạo chung của hệ thống phanh…………………………….. 6
1.3.1.Sơ đồ bố trí chung………………………………………. 6
1.3.2.Các phần tử chính trong hệ thống phanh………………... 9
1.4.Hệ thống phanh trên ô tô du lịch………………………………..17
1.4.1.Giới thiệu chung về ô tô du lịch………………………… 17
1.4.2.Hệ thống phanh thường được sử dụng trên ô tô du lịch…19
CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH KẾT CẤU CÁC HỆ THỐNG PHANH
THƯỜNG ĐƯỢC SỬ DỤNG TRÊN Ô TÔ DU LỊCH……………....
2
0
2.1. Cấu tạo hệ thống phanh sử dụng trên ô tô du lịch…………….. 21
2.2. Phân tích kết cấu các phần tử chính trong hệ thống phanh dùng
trên ô tô du lịch………………………………………………..…… 23
2.2.1. Xylanh chính hai tầng……………………………….......23
2.2.2. Bộ trợ lực chân không………………………………….. 26
2.2.3. Kết cấu bộ điều hòa lực phanh…………………………. 29
2.2.4. Cơ cấu phanh tang trống……………………………….. 34
2.2.5. Cơ cấu phanh đĩa………………………………………..38
CHƯƠNG 3: ĐỘNG LỰC HỌC QUÁ TRÌNH PHANH Ô TÔ..........42
3.1. Các giả thiết…………………………………………………... 42
3.2. Sơ đồ khảo sát……………………………………………….... 43
3.3. Động lực học quá trình phanh....................................................44
3.3.1. Phương trình động lực học khi phanh............................. 44
3.3.2. Điều kiện phanh xe có hiệu quả nhất.............................. 45
3.4. Các chỉ tiêu đánh giá hiệu quả phanh........................................ 46
2
Đất nước ta hiện nay đang trong quá trình công nghiệp hóa, hiện đại
hóa, các ngành công nghiệp nặng luôn từng bước phát triển. Trong đó,
ngành công nghiệp ô tô luôn được chú trọng và trở thành một mũi nhọn của
nền kinh tế và tỷ lệ nội địa hóa cũng ngày càng cao. Tuy nhiên, công
nghiệp ô tô Việt Nam đang trong những bước đầu hình thành và phát triển
nên mới chỉ dừng lại ở việc nhập khẩu tổng thành, lắp ráp các mẫu xe sẵn
có, chế tạo một số chi tiết đơn giản và sửa chữa. Do đó, một vấn đề lớn đặt
ra trong giai đoạn này là tìm hiểu và nắm vững kết cấu của từng cụm hệ
thống trên các xe hiện đại, phục vụ quá trình khai thác sử dụng đạt hiệu quả
cao nhất, từ đó có thể từng bước làm chủ công nghệ.
An toàn chuyển động của xe là một chỉ tiêu quan trọng để đánh giá
chất lượng xe, nó được đánh giá bằng nhiều tiêu chí trong đó có hệ thống
phanh. Hệ thống phanh là một trong những cụm quan trọng nhất của xe ô
tô, bởi vì nó đảm bảo cho xe chạy an toàn ở tốc độ cao, do đó có thể nâng
cao được năng suất vận chuyển. Xuất phát từ những yêu cầu và đặc điểm
đó, em đã thực hiện nhiệm vụ đồ án tốt nghiệp với đề tài: “Khai thác hệ
thống phanh trên ô tô du lịch”.
Với đề tài như trên, phần đầu của đồ án sẽ giới thiệu sơ lược về ô tô
du lịch, trình bày công dụng, bố trí chung, yêu cầu và cách phân loại hệ
thống phanh, xác định loại hệ thống phanh thường được sử dụng trên ô tô
du lịch. Phần tiếp theo đi sâu nghiên cứu, phân tích kết cấu của hệ thống
phanh ô tô du lịch và các phần tử trong hệ thống, từ đó có thể nắm vững
các đặc điểm kết cấu, ưu nhược điểm, phạm vi ứng dụng và các chú ý trong
khai thác sử dụng của cụm, hệ thống đó. Để phục vụ tốt hơn cho quá trình
khai thác, phần tính toán sẽ tiến hành kiểm nghiệm đối với một hệ thống
phanh trên ô tô du lịch cụ thể, nhằm làm quen với mô hình tính toán kiểm
nghiệm. Trên cơ sở đó, phần cuối của đồ án sẽ đưa ra các hướng dẫn trong
quá trình khai thác, sử dụng đối với hệ thống phanh ô tô du lịch.
3
thống phanh lại có các đặc điểm riêng về mặt kết cấu nhằm đáp ứng các
yêu cầu khác nhau mà loại xe đó đặt ra.
1.2 Phân loại.
Với những công dụng và yêu cầu của hệ thống phanh như trên thì
trên ô tô thường dùng những loại hệ thống phanh sau:
a. Theo công dụng
- Hệ thống phanh chính (phanh chân).
- Hệ thống phanh dừng (phanh tay).
- Hệ thống phanh chậm dần (phanh bằng động cơ, thuỷ lực hoặc điện từ).
b. Theo kết cấu của cơ cấu phanh
- Hệ thống phanh với cơ cấu phanh guốc.
- Hệ thống phanh với cơ cấu phanh đĩa.
- Hệ thống phanh kết hợp cả hai loại cơ cấu phanh trên.
c. Theo dẫn động phanh
- Hệ thống phanh dẫn động cơ khí.
- Hệ thống phanh dẫn động thuỷ lực.
- Hệ thống phanh dẫn động khí nén.
- Hệ thống phanh dẫn động kết hợp khí nén - thuỷ lực.
d. Theo các cơ cấu bổ trợ cho hệ thống phanh
- Hệ thống phanh có cường hóa.
- Hệ thống phanh có điều hòa lực phanh.
- Hệ thống phanh có chống bó cứng phanh ABS (Anti-lock brake system).
- Hệ thống phanh có phân bố lực phanh điện tử EBD (Electronic brake-
force distribution).
- Hệ thống phanh có hỗ trợ phanh khẩn cấp BA (Brake assist).
….
1.3. Cấu tạo chung của hệ thống phanh.
6
1.3.1. Sơ đồ bố trí chung.
Hệ thống phanh trên ô tô hiện nay nói chung được bố trí dựa trên 3
bầu sinh lực, áp suất khí nén tác dụng lên pittông khí nén liên động với pittông
thủy lực đẩy dầu tới các xylanh công tác ở cơ cấu phanh (xylanh sinh lực) tạo
ra lực ép lên các pittông tác dụng lên guốc phanh sinh ra lực phanh ở các bánh
xe.
1.3.2. Các phần tử chính trong hệ thống phanh.
Hiện nay, tất cả các loại xe du lịch đều sử dụng hệ thống phanh thủy
lực với các cải tiến kỹ thuật nhằm phát huy ưu điểm, khắc phục nhược
điểm của hệ thống phanh nguyên thủy. Do đó, phần 1.3.2 chỉ tập trung giới
thiệu cấu tạo của các phần tử chính trong hệ thống phanh thủy lực.
9
a. Dẫn động phanh.
* Xylanh chính.
Xylanh chính có nhiệm vụ sinh ra áp suất cần thiết và đảm bảo lượng
dầu cung cấp cho toàn hệ thống.
Hình 1.5. Cấu tạo của xi lanh chính
A - lỗ nạp dầu; B - lỗ bù dầu;
1 - bàn đạp; 2 - đai ốc hãm; 3 - ty đẩy; 4 - nắp; 5 - tấm chắn dầu; 6 - van
một chiều kép; 7 - lò xo hồi vị; 8 - cốc lò xo; 9 - phớt dầu; 10 - tấm chắn
hình sao; 11 - pittông; 12 - vòng chặn; 13 - vòng hãm; 14 - vỏ cao su chắn
bụi.
Trên hình 1.5 là cấu tạo của xylanh chính loại đơn, gồm có vỏ xylanh
được chia làm hai khoang: khoang dưới là khoang làm việc có tiết diện
dạng hình tròn, khoang trên là khoang chứa dầu. Hai khoang này được
thông với nhau bởi hai lỗ A và B gọi là lỗ nạp dầu và lỗ bù dầu. Trong
khoang làm việc của xylanh có lắp pittông 11, ở mặt đầu của pittông 11 nơi
tiếp xúc với đế của phớt làm kín có làm 6 lỗ nhỏ và được che kín bởi tấm
chắn hình sao sáu cạnh bằng thép lá rất mỏng. ở cửa ra của xylanh chính
người ta bố trí van một chiều kép. Lò xo 7 vừa có tác dụng hồi vị cho
pittông 11 vừa có tác dụng giữ van một chiều kép để tạo một áp suất dư của
10
được kéo trở lại ép hai pittông đẩy dầu ở khoang giữa của xi lanh bánh xe
theo đường ống để trở về xylanh chính. Lúc này van một chiều thứ nhất
đóng lại dầu phải ép van một chiều thứ hai nén lò xo để mở cho dầu thông
trở về khoang trước pittông. Khi áp suất dầu phía sau xylanh chính cân
bằng với lực căng lò xo tác dụng lên van một chiều thì van bắt đầu đóng
lại, tạo một áp suất dư phía sau xylanh chính. Khi pittông đã trở về vị trí
ban đầu lỗ bù dầu thông với khoang trước của pittông duy trì áp suất của
khoang này cân bằng với áp suất khí quyển.
b. Cơ cấu phanh.
12
* Phanh tang trống.
Dựa vào vào phương pháp bố trí chốt tựa và tạo lực ép guốc phanh,
cơ cấu phanh tang trống có thể chia ra làm 4 loại với các đặc điểm như sau:
Hình 1.8. Các sơ đồ bố trí phanh tang trống
- Phanh tang trống chốt tựa cùng phía lực đẩy bằng nhau (hình
1.8.a): guốc phanh bên phải xuất hiện lực tự siết khi tang phanh quay theo
chiều kim đồng hồ và ngược lại, hiệu quả phanh với cả hai chiều quay là
như nhau, nhưng do ô tô chuyển động tiến là chủ yếu nên má phanh phía
trước có xu hướng mòn nhanh hơn.
- Phanh tang trống chốt tựa cùng phía dịch chuyển bằng nhau (hình
1.8.b): hiệu quả phanh khi xe tiến và khi xe lùi là như nhau, không phát
sinh các lực phụ tác dụng lên ổ trục bánh xe (cơ cấu phanh được cân bằng).
- Phanh tang trống chốt tựa khác phía lực đẩy bằng nhau (hình 1.8.c):
một chiều quay của tang phanh xuất hiện lực tự xiết ở cả hai guốc phanh
13
cho hiệu quả phanh tốt hơn chiều ngược lại, cơ cấu phanh cân bằng và độ
mài mòn má phanh như nhau, tuy nhiên lại có kết cấu phức tạp.
- Phanh tang trống tự cường hóa lắp kiểu bơi (hình 1.8.a): tăng lực
dẫn động các guốc phanh cho hiệu quả phanh cao, hiệu quả phanh hai chiều
như nhau, nhưng quá trình phanh lại không êm dịu, các tấm ma sát mòn
- Một giá đỡ cố định trên dầm cầu trong đó có đặt các xylanh công
tác.
- Hai má phanh dạng phẳng được đặt ở hai bên của đĩa phanh và
được dẫn động bởi các pittông của xylanh công tác.
Có hai loại cơ cấu phanh đĩa:
- Loại giá đỡ cố định (hình 1.10.a): Loại này, giá đỡ được bắt cố định
trên dầm cầu. Trên giá đỡ bố trí hai xylanh bánh xe ở hai phía của đĩa
phanh. Trong các xi lanh có pittông, mà một đầu của nó luôn tì vào các má
phanh. Một đường dầu từ xi lanh chính được dẫn đến cả hai xi lanh bánh
xe. Khi đạp phanh, dầu từ xi lanh chính qua ống dẫn đến các xi lanh bánh
xe đẩy pittông mang các má phanh ép vào hai phía của đĩa phanh thực hiện
phanh bánh xe.
Khi thôi phanh dưới tác dụng của lò xo hồi vị bàn đạp phanh được
trả về vị trí ban đầu, dầu từ xi lanh bánh xe sẽ hồi trở về xi lanh chính, tách
má phanh khỏi đĩa phanh kết thúc quá trình phanh.
15
- Loại giá đỡ di động (hình 1.10.b): Ở loại này giá đỡ không bắt cố
định mà có thể di trượt ngang được trên một số chốt bắt cố định với dầm
cầu. Trong giá đỡ di động người ta chỉ bố trí một xi lanh bánh xe với
một pittông tì vào một má phanh. Má phanh ở phía đối diện được gá trực
tiếp trên giá đỡ. Bình thường khi chưa phanh do giá đỡ có thể di trượt
ngang trên chốt nên nó tự lựa để chọn một vị trí sao cho khe hở giữa các
má phanh với đĩa phanh hai bên là như nhau. Khi đạp phanh dầu từ xi
lanh chính theo ống dẫn vào xi lanh bánh xe. Pittông sẽ dịch chuyển để
đẩy má phanh ép vào đĩa phanh. Do tính chất của lực và phản lực kết
hợp với kết cấu tự lựa của giá đỡ nên giá đỡ mang má phanh còn lại
cũng tác dụng một lực lên đĩa phanh theo hướng ngược với lực của má
phanh do pittông tác dụng. Kết quả là đĩa phanh được ép bởi cả hai má
phanh và quá trình phanh bánh xe được thực hiện.
a b
chở hàng, có thể hoạt động trên các địa hình khó khăn (hình 1.f) ; xe bán tải
có khoang hành khách và thùng chở hàng riêng biệt (pick-up) (hình 1.h) ;
xe khách loại nhỏ (mini bus) có từ 9-16 chỗ ngồi (hình 1.g).
17
Hình 1.1. Các loại xe du lịch
Tuy nhiên, cùng với việc được sử ngày càng phổ biến, các loại ô tô
du lịch cũng dần thay đổi để đáp ứng những nhu cầu sử dụng đa dạng của
nhiều đối tượng khác nhau. Ví dụ như dòng xe gia đình nhỏ gọn xuất hiện
để phục vụ nhu cầu đi lại cá nhân, xe MPV kết hợp giữa xe compi và xe đa
dụng cho khả năng chuyên chở lớn hơn nhưng lại phù hợp với điều kiện sử
dụng thông thường trên đường tốt ...
Ô tô du lịch nói chung có đặc điểm :
- Tải trọng nhỏ, vận tốc trung bình lớn.
- Kích thước bố trí hạn chế.
- Đề cao tính tiện nghi, thẩm mỹ.
- Yâu cầu khắt khe về độ an toàn, tin cậy.
- Giảm tối đa khối lượng công việc cho người sử dụng.
Do đó, kết cấu các cụm hệ thống trên ô tô du lịch cũng có những nét
đặc trưng riêng và luôn luôn được cải tiến để đáp ứng được các yêu cầu đặt
ra.
1.4.2. Hệ thống phanh thường được sử dụng trên ô tô du lịch.
18
Thông thường, trên xe du lịch thường sử dụng hệ thống phanh chính
dẫn động thủy lực chia dòng, có trợ lực chân không, cơ cấu phanh guốc
chốt tựa cùng phía lực đẩy bằng nhau bố trí ở cầu sau, cơ cấu phanh đĩa
hoặc phanh guốc chốt tựa khác phía bố trí ở cầu trước. Trên một số xe hiện
đại có thể sử dụng toàn bộ cơ cấu phanh đĩa.
Phanh dừng của xe du lịch thường được dẫn động bằng cơ khí đến
các cơ cấu phanh ở cầu sau.
CHƯƠNG 2
Hình 2.2. Sơ đồ phân dòng phanh thủy lực
+ Một dòng phanh dẫn động hai bánh xe cầu trước, dòng còn lại dẫn
động hai bánh xe cầu sau (hình 2.2.a).
+ Dẫn động chéo, bánh trước bên trái cùng một dòng với bánh sau
bên phải và ngược lại (hình 2.2.b).
+ Dẫn động hỗn hợp, một dòng cho tất cả các bánh xe và một dòng
cho hai bánh trước (hình 2.2.c).
+ Mỗi dòng dẫn động hai bánh trước và một bánh sau (hình 2.2.d).
+ Hai dòng song song cho cả bốn bánh xe (hình 2.2.e).
Nói chung, độ tin cậy của hệ thống dẫn động thủy lực là tương đối
cao nên hai sơ đồ a và b thường được chọn sử dụng do có kết cấu đơn giản,
tuy nhiên hiệu quả phanh sẽ giảm đi đáng kể nếu một trong hai dòng bị
hỏng. Các sơ đồ c, d, e có kết cấu phức tạp, chỉ sử dụng cho các xe có điều
kiện hoạt động đặc biệt, yêu cầu độ tin cậy cao, hiệu quả phanh giảm đi ít
nếu xảy ra hư hỏng (Hệ thống trong hình 2.1 sử dụng sơ đồ c).
- Bộ trợ lực chân không được lắp liền cụm với xylanh chính, lấy
nguồn chân không từ cổ hút động cơ.
- Bộ điều hòa lực phanh lấy tín hiệu điều khiển là khoảng cách giữa
khung xe và cầu sau để thay đổi áp suất dầu tới các cơ cấu phanh sau.
- Cơ cấu phanh trước kiểu đĩa, thường là giá đỡ di động, có thể có
một hoặc nhiều xylanh công tác.
22
- Cơ cấu phanh sau kiểu tang trống chốt tựa cùng phía lực đẩy bằng
nhau. Trên một số xe đã sử dụng cơ cấu phanh đĩa cho cả phía sau.
* Hệ thống phanh dừng: Do khoảng cách ngắn, lực doãng cơ cấu
phanh không lớn nên thường sử dụng dẫn động cơ khí tới hai cơ cấu phanh
của cầu sau . Hiện nay có một số xe trang bị phanh dừng điều khiển điện.
Dẫn động phanh thủy lực có ưu điểm: phanh êm dịu, dễ bố trí, độ
nhạy cao (do dầu không bị nén). Tuy nhiên nó cũng có nhược điểm là tỉ số
truyền của dẫn động dầu không lớn nên không thể tăng lực điều khiển trên
thứ nhất có hốc để chứa dầu cần đẩy. Vị trí tương đối của piston được bảo
đảm nhờ ống lót hạn chế và vít hãm.
Vòng chặn và còng hãm: làm bằng thép, nằm trong rãnh của xylanh
với chức năng hạn chế hành trình của piston.
Đệm làm kín (cuppen): làm bằng cao su được cố định tương đối với
piston, dùng để làm kín dầu trong xylanh phanh chính.
Bát cao su: làm bằng cao su chịu dầu phanh, dịch chuyển trong
xylanh cùng với piston có tác dụng làm kín khi dầu có áp suất cao ở hành
trình nén.
Tấm van: được làm bằng thép có hình hoa thị có khả năng đàn hồi
cao dùng để bịt kín các lỗ trên piston ở hành trình nén và mở lỗ ở hành
trình trả làm cho hành trình dầu nhanh hơn.
*Nguyên lý làm việc:
Khi không phanh dưới tác dụng của các lò xo đẩy các piston về phía
bên phải, piston (21) tỳ sát vào vòng chặn (23). Vị trí của piston (13) được
thiết kế nhờ sự cân bằng của hai lò xo. Khi đó các khoang của xylanh chính
được thông với các bầu chứa dầu. Áp suất trong dẫn động phanh bằng áp
suất dư trong hệ thống.
Khi người lái đạp bàn đạp phanh, qua cơ cấu thanh đòn tác dụng lên
piston (21), đẩy piston này dịch chuyển sang trái. Khi bát cao su đi qua lỗ
điền dầu, dầu ở khoang thứ nhất bị nén và áp suất dầu bắt đầu tăng. Áp suất
dầu khoang thứ nhất tăng đẩy piston (13) dịch chuyển sang phải. Và cũng
tương tự, áp suất ở khoang thứ hai tăng. Vì hai lò xo hồi vị ở hai khoang
giống nhau do đó áp suất ở hai khoang luôn bằng nhau. Các piston tiếp tục
25
Copyright: Tài liệu đại học ©